高考生物科学探究系列6　电泳鉴定及应用（讲解+练习含答案）

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6电泳鉴定及应用

1．核酸凝胶电泳

一般用琼脂糖凝胶电泳分离、鉴定和纯化DNA或RNA片段。电场强度越大、电泳分子所携带的净电荷数量越多，其迁移速率也就越快，反之则较慢。在一定的电场强度下，电泳分子的迁移速率取决于核酸分子的大小和构象以及凝胶的浓度等。

在生理条件下，核酸分子的糖—磷酸骨架呈离子状态，即DNA和RNA多核苷酸链称为多聚阴离子。因此，当核酸分子被放置在电场中时，它们就会向正电极的方向迁移。由于糖—磷酸骨架结构上的重复性质，相同数量的双链DNA几乎具有等量的净电荷，因而它们能以同样的速度向正电极方向迁移，从而分离出相应的DNA片段。

2．蛋白质凝胶电泳

一般用十二烷基硫酸钠(SDS)—聚丙烯酰胺凝胶电泳对蛋白质进行分离、纯度鉴定等。SDS是一种阴离子去污剂，可与蛋白质结合，使蛋白质变性并带上负电荷。待分离蛋白质样品在电泳中的迁移速率与蛋白质本身性质、凝胶孔径和电泳条件(如电流、电压)等密切相关，蛋白质结合大量的SDS后，各组分子间的形状和电荷差异被抵消，此时蛋白质在电场中迁移速率的快慢，仅与各自分子量的大小有关，从而分离出相应的蛋白质。

1．科学家将海鱼的抗冻蛋白基因用PCR方法扩增，图1是扩增的目的基因的示意图。为寻找合适的载体，科学家对某载体用EcoRⅠ和SmaⅠ两种限制酶进行酶切后，再利用琼脂糖凝胶电泳得到图2所示图谱(其中1号泳道是标准DNA样品，2号、3号、4号分别是EcoRⅠ单独处理、SmaⅠ单独处理、两种酶共同处理后的电泳结果)。下列说法错误的是()

图1

图2

A．应选用引物2和引物3对目的基因进行扩增

B．扩增5次后有22个等长的目的基因片段

C．DNA分子经过染色可在自然光下观察得到图2所示图谱

D．由图2可知该载体DNA分子中两种限制酶的酶切位点各有一个

C[DNA聚合酶只能从引物的3′端开始延伸DNA链，因此应选用引物2和引物3对目的基因进行扩增，A正确；DNA分子在PCR仪中经过5次循环后会产生25＝32个，其中只有2个DNA分子含有最初的模板链，另仅含有第一次复制产生的单链参与形成的DNA分子有8个，因此经过5次复制产生等长的目的基因片段32－10＝22个，B正确；琼脂糖凝胶电泳染色剂自然光下很难看到，除非条带很亮，一般在紫外光下观察，C错误；当仅用一种限制酶切割载体时，图中的2号3号仅产生一种长度的DNA片段，说明该DNA分子中两种限制酶的酶切位点各有一个，D正确。故选C。]

2．(2022·河北选择性考试)番茄灰霉病菌严重影响番茄生产，枯草芽孢杆菌可以产生对多种病原菌具有抑制作用的蛋白质。为探究枯草芽孢杆菌能否用于番茄灰霉病的生物防治，研究者设计了相关实验。回答下列问题：

(1)检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用时，取适量菌液涂布于固体培养基上，将无菌滤纸片(直径5mm)在菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心，数秒后取出滤纸片，培养皿倒置培养后测量大小以判定抑菌效果。

(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物，液体培养时应采用(填“静置”或“摇床震荡”)培养。培养过程中抽样检测活菌数量时，应采用(填“稀释涂布平板法”或“显微镜直接计数法”)，其原因是

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(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是

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利用SDS—聚丙烯酰胺凝胶电泳测定枯草芽孢杆菌的抗菌蛋白分子量时，SDS的作用是

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(4)枯草芽孢杆菌长期保藏时，常以其作为保藏对象。

[解析](1)分析题意，要检测枯草芽孢杆菌对番茄灰霉病菌的抑制作用，先把适量的番茄灰霉病菌菌液涂布于固体培养基上，将无菌滤纸片在枯草芽孢杆菌菌液中浸泡后覆盖于固体培养基中心，若对番茄灰霉病菌有抑制作用，被覆盖的位置的番茄灰霉病菌就会被杀死，培养皿倒置培养后会出现透明圈，测量透明圈大小以判定抑菌效果强弱。

(2)枯草芽孢杆菌为好氧微生物，采用摇床震荡培养可增大培养液的溶氧量，有利于枯草芽孢杆菌的生长繁殖。培养过程中要抽样检测活菌数量，应该采用稀释涂布平板法，用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个活细胞，而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内。

(3)电泳分离蛋白质混合样品的原理是：利用待分离样品中各种分子带电性质的差异及分子本身的大小、形状的不同，使带电分子产生不同的迁移速度，从而实现样品中各种分子的分离。SDS带有大量的负电荷，且能使蛋白质变性成为肽链，使蛋白质的迁移速率只与蛋白质的相对分子质量有关，而与所带电荷性质无关。

(4)长期保藏枯草芽孢杆菌，应该将培养的菌液转移到灭菌好的甘油瓶中，与甘油充分混合，放在－20℃的冷冻箱中保存。

[答案](1)番茄灰霉病菌枯草芽孢杆菌透明圈

(2)摇床震荡稀释涂布平板法用稀释涂布平板法在培养基上看到的每一个菌落都来自一个活细胞，而显微镜直接计数法会将死亡的枯草芽孢杆菌也计算在内

(3)利用待分离样品中